多孔镁铝复合氧化物对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

以镁盐、铝盐、纯碱和烧碱为原料制备了一种多孔镁铝复合氧化物(P-Mg3.1AlO4.6),其比表面积、平均孔径和总孔容分别为206.3 m2/g、8.961 nm和0.4208 cm3/g。研究了这种多孔材料对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能,在25～45℃时,静态吸附量为82.32～141.7 mg/g;当初始浓度100 mg/L、流速5 mL/min、床层高度10 cm和pH=6时,半穿透时间、半穿透吸附量和饱和吸附量分别为406 min、49.28 mg/g和51.30 mg/g;拟合参数及误差分析表明,Cr(Ⅵ)在P-Mg3.1AlO4.6上的静态吸附过程符合Freundlich等温方程式和伪二级动力学方程,Yoon-Nelson模型能很好地预测Cr(Ⅵ)在P-Mg3.1AlO4.6上的动态穿透曲线。     

慈竹生物炭对水溶液中Cr(VI)的吸附性能

以慈竹(sinocalamus affinis, SA)为原料,用磷酸对其进行活化,后经热解得到活化生物炭(activated sinocalamus affinis biochar, ASAB),用来吸附水溶液中的Cr(VI)。当溶液的初始pH为3时,Cr(VI)的初始质量浓度为20 mg·L⁻¹,吸附剂投加量为1g·L⁻¹时,Cr(VI)去除率高达99.8%,剩余溶液中Cr(VI)的质量浓度低于废水排放标准(0.5 mg·L⁻¹)。保持其他条件不变,改变Cr(VI)初始浓度,吸附剂的最大吸附容量可达236.2 mg·g⁻¹。以上结果均说明ASAB对废水中的Cr(VI)具有良好的吸附效果。采用SEM、BET、FTIR、XPS等表征方法对活化前、后的慈竹生物炭的化学结构和物理组成进行了表征。ASAB的比表面积是844.45 m²·g⁻¹,约为SAB(sinocalamus affinis biochar)的2.6倍,较高的比表面积可以提供更多的活性位点。本研究中,ASAB的除铬的机制包括静电作用和氧化还原作用。经过5个吸附-脱附循环后,ASAB对Cr(VI)的吸附效率依然可以达到80.9%。以上结果表明,作为1种高效的Cr(VI)吸附剂,ASAB可以用于处理废水中的Cr(VI)。     

改性蜂窝煤渣吸附Cr（VI）的动力学和热力学性能

利用碳酸钡对蜂窝煤渣进行改性,通过粉末X射线衍射光谱（XRD）和扫描电镜（SEM）对改性前后蜂窝煤渣的物质组成和形貌进行表征,研究了改性蜂窝煤渣吸附Cr（VI）的动力学和热力学性能。实验结果表明,改性蜂窝煤渣对Cr（VI）具有良好的吸附能力,吸附过程符合准二级吸附动力学模型。分别用Langmuir、Freundlich、D-R和Tempkin等4种吸附等温线模型对实验数据进行拟合,Langmuir方程拟合效果最好,25、35和45℃下的饱和吸附量分别为2．985、2．562和2．630mg／g。D—R和Tempkin模型研究表明,吸附过程属于物理吸附。热力学研究表明,改性蜂窝煤渣对Cr（VI）的吸附是一个自发的、放热过程。     

生物铁修复Cr（VI）污染土壤的性能及机理

以活性污泥与生物铁作为修复剂,对比时间、pH、污泥投加量、Cr（VI）初始浓度对活性污泥、生物铁去除土壤中Cr（VI）的影响;考察生物铁对土壤中Cr（VI）的还原率;采用SEM、XRD、XPS对生物铁修复前后的Cr（VI）污染土壤进行表征分析。实验结果表明：在土壤中,生物铁对Cr（VI）的修复效果优于活性污泥,当pH为6.0,Cr（VI）初始浓度为300 mg·kg-1,生物铁和活性污泥的投加量均为19.57 mg·g-1,修复时间为45 d时,土壤中Cr（VI）经活性污泥与生物铁修复后浓度分别为31.42、19.69 mg·kg-1,去除率分别为89.52%、94.12%。生物铁修复土壤Cr（VI）以还原作用为主,吸附为辅。Cr（VI）污染土壤被生物铁修复后出现了FeOOH、Fe3O4以及Fe3O4与FeCr2O4的混合物,部分Cr（VI）被还原为Cr（III）,铁被氧化为Fe2+、Fe3+。     

累托石／腐殖酸微球的制备及其对Cr（VI）的吸附研究

采用累托石（REC）、腐殖酸（HA）等材料制备微球状吸附剂,考察了累托石、腐殖酸、聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、氯化钙等材料的用量对制得的微球吸附性能的影响,通过正交试验确定了微球的最佳制备条件,还考察了微球用量、振荡时间和溶液pH值等因素对微球吸附去除水中Cr（VI）效果的影响。结果表明,采用累托石、腐殖酸、聚乙烯醇等材料可制得高效去除水中六价铬离子的微球状吸附剂,微球的最佳制备条件为：REC1％,HA4％,PVA7％,SA0．1％,CaCl2 0．5％。制得的累托石／腐殖酸微球孔系发达,吸附性能良好。在温度30℃,微球用量0．02g／mL,振荡时间为2．5h,pH值为1的条件下,微球对Cr（VI）的吸附效率可达98％以上。     

铝锰复合氧化物负载沸石对氨氮和磷的同步吸附特性

采用氧化还原-共沉淀法将铝锰复合氧化物负载到沸石表面制成颗粒型吸附材料,探究了该吸附剂同步去除氨氮（NH4+-N）和磷（P）的吸附动力学和吸附等温线特征,并讨论了吸附剂投加量和溶液pH值对吸附效果的影响。结果表明：铝锰复合氧化物改性沸石（aluminum-manganese bimetal oxide coated zeolite,AMOCZ）对NH4+-N及P的吸附动力学曲线均符合拟二阶吸附动力学方程的特征;NH4+-N的吸附等温线数据可用Freundlich方程进行较好地拟合,而Langmuir方程更适用于描述P的吸附等温线特征。NH4+-N和P共存时,两者在AMOCZ表面的饱和吸附量分别从单独体系下的1.24和6.43 mg·g-1变为8.17和6.51 mg·g-1。这说明P的存在可显著促进AMOCZ对NH4+-N的吸附,而NH4+-N的存在对P的吸附无显著影响。此外,复合污染条件下,P的存在在pH=3~10范围内均能促进AMOCZ对NH4+-N的吸附;NH4+-N在pH为3~8时对P的吸附起促进作用,pH大于8时则会抑制AMOCZ对P的吸附。     

磁性介孔锰铁复合氧化物对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以复合金属草酸盐为前驱体制备了纳米晶构筑的介孔锰铁氧化物材料,采用透射电镜、X射线衍射仪和固体比表面测定仪等对产物进行了表征.并研究了其对水体Cr(Ⅵ)的吸附性能,考察了pH及离子强度对吸附容量的影响、吸附动力学、吸附等温线以及碱液对Cr(Ⅵ)的洗脱率。结果表明,获得的锰铁氧化物为纳米晶构筑的介孔材料,比表面达277.4 m2/g,对Cr(Ⅵ)在酸性条件下有较强的吸附性能。在初始Cr(Ⅵ)质量浓度为100 mg/L,pH值在2时,10 min内能使溶液中的Cr(Ⅵ)去除率达96.8%,最大Cr(Ⅵ)吸附容量Qm为40 mg/g。     

含水层介质对Cr(VI)的吸附特征

结合天津典型地质和Cr(VI)污染情况,选择细砂、中砂、粗砂这3种含水层介质作为研究对象,研究其对Cr(VI)的吸附动力学实验和等温吸附实验。研究结果表明:3种含水层介质对Cr(VI)的吸附均包括2个阶段——快速吸附阶段和缓慢吸附阶段,并在2 h时达到吸附平衡,符合Elovich型吸附动力学。含水层介质对Cr(VI)的等温吸附模型符合Freundlich模型,表明吸附过程以不均匀吸附为主。含水层介质对Cr(VI)的吸附能力由大到小的顺序依次为细砂、中砂、粗砂;且当Cr(VI)溶液的初始浓度为0.1 mg/L,含水层介质为10 g细砂时,达到最大吸附率22.67%,吸附率很低,表明这3种含水层介质不易吸附Cr(VI),也就说明Cr(VI)进入地下水后不易被含水层介质吸附截留,而是在地下水中随之流动,造成远距离污染。     

羽毛不可溶角蛋白海绵膜对Cr（Ⅵ）的吸附性能

通过冷冻干燥,将还原法产生的凝胶状不可溶蛋白制备成具有致密孔隙的海绵膜,无需预处理和无交联剂,并研究了其对Cr（Ⅵ）的吸附性能。结果表明,在60℃、固液比12．5g／L、初始浓度100mg／L下最大吸附量为148．8mg／g,吸附过程符合Langmuir型和Freundlich型等温吸附模型,为吸热过程,物理吸附和化学吸附均起到重要作用。     

介孔铁锆复合氧化物的制备及其对Cr(VI)的吸附性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,以铁(Fe)和锆(Zr)为原料,采用不同Fe/Zr摩尔比例,制备出Fe/Zr复合氧化物吸附剂,对吸附剂的比表面积、孔径分布、晶型结构和零点电位(pHzpc)进行了表征.筛选吸附容量最佳的Fe/Zr吸附剂,考察了吸附条件对其去除水中Cr(VI)效果的影响,探讨了吸附动力学和等温线规律.结果表明:最佳吸附剂的Fe/Zr摩尔比为5/1,具有典型的介孔材料结构特征;该吸附剂在pH为2~8范围内均有良好的除Cr(VI)效率;30 min内即可达到吸附平衡,最大吸附容量为60.90 mg/g.介孔Fe/Zr复合氧化物与现有除Cr(VI)吸附剂相比具有更高的吸附能力,是一种具有较好应用潜力的水处理除Cr(VI)吸附剂.     

锆改性铝氧化物对水中磷的吸附特性

采用共沉淀法制备锆改性铝氧化物。在研究其对水中磷吸附特性的基础上,结合SEM-EDS、XRD、FTIR和XPS等表征手段,分析吸附剂的结构组成以及反应前后的表面基团变化,探讨吸附除磷的机理。结果表明：Power动力学模型和Langmuir等温线模型可以很好地描述锆改性铝氧化物对磷的吸附特征;在投加量为0.3 g·L-1、溶液pH为7时,磷的饱和吸附量为76.63 mg·g-1;pH=4~6时,吸附剂除磷效果较好,在偏碱性环境下,磷吸附量明显降低;Cl- 和SiO32-对磷的吸附有较强的抑制作用,且干扰效果随着阴离子浓度的升高而加强。通过材料表征结果可知,吸附剂呈无定型结构,表面含有丰富的羟基。该吸附剂的除磷机制主要为表面络合和离子交换作用。     

磷酸法制备杏核壳活性炭及对Cr（Ⅵ）的吸附

利用饮料厂废弃杏核壳制备活性炭,对含Cr（Ⅵ）废水进行吸附实验研究,达到废物资源化的目的。介绍了活性炭制备过程,用电镜观察活性炭的形貌,并测得碘吸附值为1 354 mg/g。研究杏核壳活性炭吸附含Cr（Ⅵ）废水结果显示,当吸附时间为3 h、溶液pH为3、吸附温度25℃时,活性炭饱和吸附量达12.5 mg/g,有效去除废水中Cr（Ⅵ）。杏核壳活性炭吸附Cr（Ⅵ）符合Langmuir吸附模型（R² =0.9944）和Freundlich模型（R² =0.9462）。对Cr（Ⅵ）的动态去除率可达99.68%。     

微波辅助PAN改性纤维的制备表征及其对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能

以聚丙烯腈（PAN）纤维作为原材料,利用微波辅助对纤维进行改性,制备出偕胺肟基PAN改性纤维（AOPANFmw）。采用正交实验方法优化改性纤维的制备条件;利用傅里叶红外光谱（FT-IR）、X射线能谱仪（EDS）对改性前后的纤维进行表征,同时考察了改性纤维对Cr（Ⅵ）的吸附性能。实验结果表明,改性纤维的最佳制备条件是：反应温度105 ℃、反应物投加比4：3、反应时间7 min、浴比40：1。红外光谱证明偕胺肟基团成功接枝在纤维的表面,EDS结果显示在吸附后的纤维上出现明显的Cr（Ⅵ）峰。纤维对Cr（Ⅵ）具有良好的吸附性能,25 ℃条件下,改性纤维对Cr（Ⅵ）的吸附平衡时间为7 h,饱和吸附量为69.55 mg·g-1。当多组分干扰离子共存时,对Cr（Ⅵ）的吸附性能影响不大。     

核桃壳炭化吸附废水中Cr(Ⅵ)的性能研究

采用氯化锌活化法制备生物质废物硬壳活性炭,工艺条件为:核桃壳与氯化锌溶液质量比为1∶1.5、氯化锌溶液质量分数50%、炭化温度300℃、炭化时间90 min、活化温度600℃、活化时间60 min。对产品比表面积、孔径和表征进行了分析,并探讨了该核桃壳活性炭吸附废水中六价铬的pH值、废水初始浓度、吸附时间、振动转速等影响因素。结果表明:制得的活性炭碘吸附值为1 038.33 mg/g,比表面积为645.36 m2/g,平均孔半径为1.37 nm。当活性炭用量为0.1 g,废水pH=3,吸附接触时间为1 h,取100 mL浓度为50 mg/L的含Cr6+废水时,处理吸附量可达48.57 mg/g。活性炭最大饱和吸附值为80.24 mg/g。吸附符合Langmuir等温模式,吸附等温方程式为Ce/Qe=0.0083+0.0121Ce。     

氨基复合铁氧化物对As（V）的吸附性能与机理

用氯化十六烷基三甲铵（Cetyltrimethylammonium chloride,CTAC）修饰铁氧化物Fe2O3,得到氨基复合的铁氧化物纳米材料（Fe2O3@CTAC）并研究了其对As（V）的吸附去除性能及机理。CTAC修饰不会改变Fe2O3的物理化学结构,而形成的Fe2O3@CTAC不仅可以通过铁氧化物表面络合作用吸附As（V）,复合材料表面的氨基也可以通过静电作用吸附As（V）。因而复合材料对As（V）的吸附去除效果显著提升,饱和吸附容量可以达到23.13 mg·g-1。Fe2O3@CTAC 吸附As（V）可以在2 min内达到平衡,符合拟二级动力学模型和two-site Langmuir模型。在pH为3~9的范围内,Fe2O3@CTAC均能有效吸附去除As（V）,去除率均能达到90%以上。天然有机质和硫酸根、碳酸氢根、硅酸根对As（V）在Fe2O3@CTAC上的吸附没有明显的抑制作用。磷酸根由于与As（V）存在竞争吸附作用而抑制As（V）的吸附,然而在通常水体磷酸根浓度条件下,Fe2O3@CTAC对As（V）的去除率依然达到90%以上。此外,Fe2O3@CTAC可以再生并重复利用,经过5次循环利用后As（V）的去除率能够保持在85%以上。     

花生壳活性炭对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

为提高花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附性能,采用ZnCl2对花生壳进行改性,制得花生壳活性炭。通过批次吸附实验,考察了花生壳活性炭投加量、pH值、吸附时间等因素对Cr(Ⅵ)的吸附性能影响,同时,对吸附动力学、等温吸附特征和热力学进行了系统研究。结果表明,当吸附剂投加量为0.2 g时,在Cr(VI)初始浓度为20 mg/L、pH值为2.0条件下,吸附反应180 min后,花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附率可维持在94.13%以上。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型;由吸附热力学方程计算得到吸附焓变(ΔH)>0,吸附自由能变(ΔG)<0,吸附熵变(ΔS)>0,表明花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程是吸热和自发的。     

胺化改性米糠对水中Cr（Ⅵ）的吸附

以环氧氯丙烷活化米糠,与乙二胺反应引入氨基制备了胺化米糠吸附剂。系统研究胺化米糠对Cr(Ⅵ)的吸附特性。结果表明,胺化米糠对Cr(Ⅵ)有很强的吸附作用,3.5 h能达到吸附平衡,吸附动力学符合准一级吸附方程。吸附容量随Cr(Ⅵ)浓度增加而增大,胺化米糠与Cr(Ⅵ)离子发生单层吸附,对Cr(Ⅵ)最大吸附容量为36.1 mg/g。溶液的pH和吸附温度对吸附特性有较大影响,最佳吸附pH为3,同时,升温有利于吸附的进行。热力学参数ΔH为正值和ΔG为负值表明胺化米糠吸附Cr(Ⅵ)是吸热的自发吸附。     

胺化木质素对水中Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）的吸附

以胺化木质素作吸附剂对水中Cu2＋、Cd2＋的去除进行了研究,主要考察了吸附时间、溶液pH值、温度和金属离子初始浓度对吸附去除率的影响,并研究了其吸附等温线和动力学。结果表明,胺化木质素能有效去除水溶液中的Cu2＋、Cd2＋,且对Cd2＋的吸附能力大于Cu2＋吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附等温线均可以很好地用Langmuir方程描述。     

“氧化镁/活性炭”新型吸附剂的制备及其对Cr(VI)的吸附研究

以氯化镁和造纸草浆黑液为原料,采用物理活化法制得“氧化镁/活性炭”新型吸附剂,其比表面积（BET）为388.96 m²/g、总孔容积为0.40 mL/g。测定了这种吸附剂对水中Cr(VI)的吸附性能,考察了吸附时间、pH值、吸附剂投加量、初始浓度等因素对Cr(VI)的吸附量和脱除率的影响,研究所得吸附水溶液中Cr(VI)的最佳条件为：吸附时间为120 min,吸附剂投加量为2 g/L,pH值为2。“氧化镁/活性炭”新型吸附剂对Cr(VI)的吸附过程符合Freundlich等温式。